高速磁悬浮列车走行机构关键零部件有限元分析

高速磁悬浮列车走行机构关键零部件有限元分析

郝锋[1]2002年在《高速磁悬浮列车走行机构关键零部件有限元分析》文中进行了进一步梳理随着现代高科技的发展,高速、平稳、安全、无污染的磁悬浮列车,已经成为21世纪人类理想的交通工具。为了加快我国磁悬浮列车的国产化与创新研究步伐,尽快缩短与德国、日本等高速磁浮交通技术发达国家的差距,对他们已有技术的跟踪与消化吸收是我们开展工作的一条捷径。本课题就是在这样的思路下开展起来的。 走行机构是磁悬浮列车车辆的重要组成部分,也是决定磁浮列车整体性能的关键结构,因此,对走行机构关键零部件进行结构分析就显得尤为重要。对于像磁悬浮列车这样的大型、复杂系统,要实现其关键零部件的机械与结构分析,应用有限元法是一个行之有效的解决方案。 本文介绍了高速磁浮列车技术的发展与现状,指出了课题研究的意义及主要研究内容;对有限元法的相关理论进行了阐述,并选定I-DEAS作为有限元分析的工具软件;文章对磁悬浮列车走行机构的机械组成以及受载情况进行了分析,明确了要进行有限元分析的零部件的力学特性;详细叙述了应用I-DEAS软件对走行机构关键零部件进行有限元分析的全过程,最后给出了结构分析报告。 课题的分析结果对走行机构的零件测试具有理论上的指导意义,并为下一步的磁悬浮课题研究工作奠定了基础。

曹永晟[2]2003年在《高速磁浮列车轨道模态分析》文中提出磁浮列车是21世纪极具竞争力的无接触地面交通工具,它具有高速、舒适、安全等特点,是我国未来高速铁路技术的发展方向。我国的中低速磁悬浮技术已经有一定的基础,但在高速磁悬浮列车技术上却距德、日等技术发达国家还有相当的距离。因此,我们必须消化、吸收国外磁浮列车技术,开展创新性科技攻关,这将对建立起我国合理的、经济的高速磁浮铁路系统具有十分重要的意义。 本文在深入研究德国新一代的高速磁悬浮列车TR-08(Transrapid系列)的基础上,对各国高速磁浮交通系统的轨道形式做了介绍。轨道作为磁浮铁路系统的重要组成部分,它的振动将影响列车行驶的舒适性和安全性,因此,对轨道进行模态分析尤为重要。 通过介绍磁悬浮列车的发展以及课题的相关背景,提出了课题研究的意义及主要研究内容;对与本论文有关的有限元法的理论进行了阐述;利用大型通用有限元分析软件ANSYS,对上海磁浮交通试验运营线的维修车间路段和国防科技大学高速磁浮试验轨进行了模态分析,并通过试验研究评价了模态分析结果,得出了一些有用的结论。最后针对振动产生的原因提出了结构改进方案,对改进方案进行了理论分析。 本文的分析结果对轨道结构设计、控制器结构和参数设计、以及车桥耦合振动分析奠定了基础。

彭显付[3]2006年在《磁浮列车电磁系统分析与设计》文中提出本文的研究对象是高速和低速磁浮列车的悬浮和牵引系统,主要内容是运用有限元分析软件对它们进行电磁场分析,并根据分析结果指导系统的设计。磁浮列车以其安全、快速、环保和节能等诸多有点,在中国具有广泛的应用前景,磁浮技术国产化也是大势所趋。作为磁浮技术国产化的一部分,本文的工作有助于了解磁浮列车悬浮和牵引子系统性能与设计参数、运行工况等外部条件的关系。同时,本文的分析还可以为系统的优化设计提供必要的理论依据。 本文主要做了如下几个方面的工作: 1.介绍了磁浮列车的分类和主要特点,回顾了磁浮技术的发展历史,分析了磁浮技木在中国的广泛应用前景和磁浮技术国产化的意义,引出了本文的中心任务:磁浮列车电磁系统的分析与设计。 2.简要介绍了有限元分析方法的基本原理和有限元求解的一般步骤,介绍了本文用到的分析工具以及有限元分析所存在的缺陷。 3.运用有限元分析软件ANSYS对高速磁浮列车的悬浮和牵引系统以及低速磁浮列车的悬浮系统进行了全面的分析。根据设计参数建立简化分析模型,分析了悬浮和牵引系统在额定工况下的磁场分布,还分析了悬浮力和推力与系统的设计参数和运行工况之间的关系,为优化设计提供了必要的理论依据。此外,本文提出的导向刚度的概念,可以为低速悬浮电磁铁磁极极面宽度的选择提供参考。 4.根据有限元分析提供的理论依据,参考他人的设计结果,设计了简单实用的低速悬浮电磁铁试验台,同时,设计出叁种不同方案的电磁铁来对比分析散热能力,为找到电磁铁的更优设计打下基础。

凌晓冬[4]2004年在《中低速磁浮列车转向架轻量化及优化方法研究》文中进行了进一步梳理本课题来源于重大外协项目——八达岭磁浮列车旅游示范线。 转向架是磁浮列车上非常重要的部件,工作条件复杂,既是整个列车动力组件的安装平台,又起着承受和传递载荷的作用,对整车的静态、动态性能有直接影响。因此在进行结构分析的基础上,对其开展优化工作十分必要。本文在文[12]的基础上,着重对磁浮列车转向架进行了结构尺寸优化。完成了以下主要工作: 对磁浮列车转向架进行了结构与载荷分析,对常用优化方法在磁浮列车转向架优化工作的应用作了研究和比较;分析了转向架优化数学模型,对其进行了比较和选择,并建立了转向架的质量函数优化模型;进行了转向架力学模型的简化计算;研究了有限元法在转向架优化中的应用方法及关键技术。 研究了转向架参数化模型生成和有限元分析的方法;在此基础上完成了以轻量化为目标的转向架结构尺寸优化,对优化的结果进行了静力学分析,并与理论分析的结果相互验证,得到了有实际应用价值的结论。最后针对优化的结果进行了动力学的模态分析,验证了结果的可行性。 应用可视化编程语言的软件平台,设计和开发了以有限元软件为分析器的针对磁浮列车转向架的优化程序。 本文进行的磁浮列车转向架的优化工作及得到的结论将为中低速磁浮列车转向架的进一步改进设计提供理论基础和实践支持,同时为进一步进行转向架的多目标和全局优化等工作打下了基础;所开发软件也具有进一步研究与开发的意义。

参考文献:

[1]. 高速磁悬浮列车走行机构关键零部件有限元分析[D]. 郝锋. 中国人民解放军国防科学技术大学. 2002

[2]. 高速磁浮列车轨道模态分析[D]. 曹永晟. 国防科学技术大学. 2003

[3]. 磁浮列车电磁系统分析与设计[D]. 彭显付. 浙江大学. 2006

[4]. 中低速磁浮列车转向架轻量化及优化方法研究[D]. 凌晓冬. 国防科学技术大学. 2004

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